塑料弯头注射模设计.doc

编号： 毕业设计说明书题 目： 塑料弯头注射模设计 学 院： 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 全套图纸 详询 学 号： QQ 1395589499 指导教师： 职 称： 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2010年 05 月 15 日摘 要本文阐述了90度塑料弯头的产品设计及其注射模的总体设计过程。首先分析了产品结构特点与使用性能，以及所用塑料的组成与工艺特性，塑料成型工艺特点，分析了塑料件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性质等因素。其次对注射机的选用及其参数校核、模具型腔的确定、分型面的选择、浇注系统设计、排气系统、温度调节系统、成型零件结构设计、侧向分型与抽芯机构设计、结构零部件的设计、导向与推出机构设计以及主要成型零件的加工工艺等方面作了详细的介绍。在设计过程中也进行了大量的计算，包括对注射机的锁模力、最大注射量、注射压力、成型零件尺寸的计算和模具开模行程尺寸校核以及模具与注射机安装部分相关尺寸的校核等。在设计过程中运用了PRO/ENGNEER系统软件对塑件进行三维造型，并对塑件进行分模和大量的建模分析。用CAD绘图软件进行了工程图的绘制工作。关键词：注塑模；注射机；浇注系统；型芯；液压系统。AbstractThis paper describes a 90-degree bend in the product of design and plastic injection mold of design process. First analysis of the product structure characteristics and performance, and the plastic composition and technical characteristics, plastic molding process characteristics of the plastic parts of the shape features, size, dimensioning methods, accuracy, surface quality and material properties and other factors. Second, the choice of injection machine and its parameter calibration, the determination of mold cavity, the choice of sub-surface, casting system, exhaust system, temperature control system, forming part structural design, lateral type Pulling Mechanism Design structural components of the design, orientation and design and launch of the main molding body parts such as the processing technology were described in detail. In the design process also had a lot of computation, including injection molding machine clamping force, the maximum injection quantity, injection pressure, molding parts and die size of the calculation of stroke size mold and mold and injection machine check to install some of the relevant dimensions proof, and so. In the design process using the PRO / ENGNEER system software on the plastic three-dimensional modeling, and plastic parts for sub-module and a lot of modeling and analysis. With a CAD drawing software engineering mapping work.Key words：Injection mold; injection machine; gating system; core; hydraulic system.目 录引 言11 塑料弯头结构及设计要求32 塑件分析42.1 塑件的几何结构与性能要求42.2 塑件壁厚42.3 收缩率42.4 脱模斜度52.5 塑件表面质量与尺寸精度63 塑件材料性能用途及成型特性73.1 基本特性73.2 主要用途83.3 成型特点84 注射机型号的选定84.1 型腔数目的确定与型腔排列84.2 注射机型号选择及其参数校核94.2.1注射容量的计算94.2.2锁模力的计算104.2.3注射力的计算104.2.4注射机的选择及其参数104.2.5最大注射量校核114.2.6锁模力的校核114.2.7注射压力的校核115 模具分型面的确定126 浇注系统的设计146.1 主流道的设计146.2 分流道的设计156.2.1分流道的截面形状166.2.2分流道的长度166.2.3分流道的布局166.3 浇口的设计176.3.1浇口的位置选择176.4 冷料穴与拉料杆的设计187 排气系统的设计188 温度调节系统的设计198.1 冷却系统的设计原则198.2 冷却水回路的布置209 成型零部件的工作尺寸的计算229.1 影响塑件尺寸的因素229.2 型腔与型芯径向尺寸的计算229.3 型腔深度与型芯高度尺寸的计算239.4 模具型腔壁厚的确定2310 侧向分型与抽芯机构的设计2410.1 抽芯距的计算2410.2 抽芯力的计算2410.3 液压缸的选择2510.4 液压缸壁厚校核2610.5 液压缸的材料及液压油的选用2610.5.1液压油的基本要求2710.7 定位装置的设计2810.7.1滑块、导滑槽与楔紧块的设计2811 模架的确定及模架与注射机参数的校核2911.1 模具与注塑机安装部分相关尺寸的校核2912 合模导向机构的设计3013 推出机构的设计3113.1 推杆的形状及其固定形式3113.2 推杆位置的选择3213.3 推出机构的导向与复位3214 主要成型零件的加工工艺3314.1 定模镶块的加工工艺3314.2 侧型芯的加工工艺3415 总结35谢 辞36参考文献37 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 45 页 共 51 页引 言近年来，我国塑料模具发展迅速。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%，在模具进出口中的比重高达5070%。随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例还将持续提高。塑料模具在塑料成型加工中占有非常重要的地位，且模具生产技术也是衡量一个国家制造工艺水平的重要标志之一。从总体看，塑料注射模具的基本发展趋势是朝高效率、高精度、高寿命方向发展，而不同类型的模具有不同的加工方法，同类模具也可以用不同加工技术去完成，模具加工的工作量主要集中在模具型面加工、表面加工和装配，它们的加工方法主要有精密铸造、金属切削加工、电火花加工、电化学加工、激光及其他高能波束加工及集复合加工等，数控和计算机技术的不断发展使它们在许多模具加工方法得到了越来越广泛的应用。我国的模具行业在技术上不断创新，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。这些技术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大优越性。在我国，模具工业地域特点明显，主要表现为：东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，约占全国模具产值的2/3以上。塑料模具与模具整个行业的地域分布相似，浙江、江苏、广东塑料模具位于全国前列，其产值在全国模具总产值中的比例达到70%。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括：（1）、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平；（2）、在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；（3）、大力发展快速制造成形和快速制造模具技术；（4）、在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；(5)、提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；(6)、发展优质模具材料和先进的表面处理技术；(7)、逐步推广高速铣削在模具加工的应用；(8)、进一步研究开发模具的抛光技术和设备；(9)、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；(10)、开发新的成形工艺和模具。如今各行各业对塑料制品的应用日渐广泛，这也为塑料模具发展提供了一个广阔的市场，同时对模具也提出了更高的要求，大型化、高精密度、多功能复合型的模具将受到青睐。在管路系统中，弯头是改变管路方向的管件，按角度分有45、90、180三种最常用的，另外根据工程需要还包括60等其它的弯头。其中的90度的ABS塑料弯头可用于给水、排水管，自来水、纯净水输送管，空调工程配管，冰水系统，海水输送管，集排污水管，流体处理，电气配管，游泳池用管，饮料用输送管，压缩空气配管，环保工程用管等。其塑料性能特点在一定温度范围内具有良好的抗冲击强度和表面硬度，有较好的尺寸稳定性、易成型加工，一定的耐化学药品性和良好的电气绝缘性，由于它的需求量大，且价格低廉，所以该产品的生产制作过程要实现大批量生产，来降低制造成本，这就要求模具技术应用到该产品的制造过程中，而如今塑料模具的发展已是相对比较成熟，不管是在塑件材料选择还是在模具设计方面的学习都会是很大的帮助。在模具标准化方面已经实现了专业化生产，大大提高了模具设计的周期。 1 塑料弯头结构及设计要求在实际运用中，塑料弯头的种类较多，既有两通管，也有三通管，角度也有很多的选择，结合现有实际，此次毕业设计设产品为90度塑料弯头，其具体结构尺寸如图1-1所示： 图1-1塑件的三维立体图见图1-2：图1-2塑件的设计要求：（1）注出的塑件产品无变形，表面光滑，无气泡或其他缺陷，无飞边或是少飞边。（2）塑件要有一定的抗拉、抗弯、抗压及抗冲击等性能。（3）塑件收缩率控制在0.4%-0.8%。2 塑件分析2.1 塑件的几何结构与性能要求1、该塑件为90的塑料弯头，常用于建筑装饰工程水管的安装当中，根据工作环境的需要，要求塑件有良好的机械强度，以及耐磨、耐腐蚀等，根据各类塑料的性能特点可选用ABS作为塑件的材料。2、从零件图上分析，塑件有内孔，孔径的大小有差别，需要侧向抽芯机构。3、该塑件结构并不复杂，壁厚相对均匀，成型工艺性能好，可以采用注射成型方法进行生产。2.2 塑件壁厚作为水管的连接件，要经常承受液体所造成的压力，为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状态有标准作为参考，所以塑件的设计要有一定的壁厚要求，塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约，热塑性塑料的壁厚应该控制在1mm3.5mm之间，根据成型工艺的要求，应尽量使制件各部分壁厚均匀，避免有的部位太厚或者太薄，否则成型后会因收缩不均匀而使制品变形或产生缩坑，凹陷烧伤或者填充不足等缺陷。通常来说，同一塑件的壁厚应该尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生应力，使塑件产生变形、缩孔及凹陷等缺陷，当然，在有时候为了使用连接的方便，塑件的壁厚也允许有一定差异。下表是常见塑料的壁厚标准：表2-1常用塑料的壁厚塑料PEPPPAPOMPBTABSPMMAPVCPC壁厚0.5-3.00.6-3.00.5-3.01.5-5.00.8-3.01.2-3.51.5-5.02.0-5.01.5-5.0此次设计的塑件公称直径为DN15,从零件图上分析，塑件的外径为21mm,为了塑件在使用中连接方便，塑件的内孔成阶梯型，用于连接的内径为16mm，深度12mm,壁厚为2.5mm,其余壁厚为3mm,如图1-1所示。2.3 收缩率在产品的注射过程中，影响塑件尺寸精度的因素有很多，其中有塑料的收缩率，不同塑料的收缩率也不同，常用塑料的收缩率可参考表2-2：表2-2 部分常用塑料的收缩率塑料种类收缩率/%塑料种类收缩率/%聚乙烯（高密度）1.5-3.0聚苯醚0.7-1.0聚丙烯1.0-2.5聚碳酸酯0.5-0.8ABS0.3-0.8聚苯乙烯（通用）0.6-0.8聚甲醛1.2-3.0尼龙661.5-2.2聚砜0.5-0.7氟塑料F-41.0-1.5氯化聚醚0.4-0.8醋酸纤维素1.0-1.5由于塑件材料为ABS，通过上表可知ABS的理论收缩率为%0.3-%0.8，结合实际生产，此次的设计的塑件收缩率取0.5%。2.4 脱模斜度塑件注射成型后，塑件在模内冷却定形，由于体积收缩，会对型芯产生包紧力，当从其从模具中推出时候，就必须克服因包紧力而产生的摩擦力，而塑件刚开始脱模时所需的脱模力最大，其后推出力的作用是克服推出机构的摩擦力。脱模力的大小随着塑件包络型芯的面积增加而增大，随着脱模斜度的增大而减小，同时也和塑料与型芯材料之间的摩擦系数由关。为了使塑件能从模具中顺利的取出，在进行塑件的设计时因根据需要有脱模斜度要求，由塑件三维图可以看出，塑件的外壁不需要考虑脱模斜度，其圆弧本身就具备有斜度的作用，而只需在成型内孔的时提出脱模斜度设计，结合塑件内孔直径考虑，其脱模方向上设计一个1的斜角。常用塑料的脱模斜度见表2-3：表2-3 常用塑料的脱模斜度塑料名称脱模斜度型腔型芯聚酰胺25-4020-45聚乙烯25-4520-45聚苯乙烯35-13030-1聚甲基丙烯酸甲酯35-13030-1ABS35-13035-1聚碳酸酯35-130-50聚甲醛25-4520-45氯化聚醚35-13030-1热固性塑料25-4020-50脱模斜度的取向由塑件的内外形状尺而定，一般情况下脱模斜度不包括在塑件的公差范围之内。2.5 塑件表面质量与尺寸精度塑件的表面质量与所选用的塑料种类，注射成型工艺，成型零件的制造精度以及模具的磨损等情况有关。通常来说塑件的表面粗糙度主要决定于模具的光洁度，且要比模具的成型部分粗糙度低1-2级。塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑料产品的实际尺寸与图纸中所标尺寸的相符程度，而影响塑件尺寸精度的因素主要有如下几点：(1)塑件的收缩率波动；（2）模具成型零件的制造误差；（3）成型零件的磨损程度；（4）模具安装配合间隙；在设计过程中，常用的塑件的精度等级选取可参考表2-4与2-5：表2-4常用材料模塑件公差等级的选用材料代号公差等级标注公差尺寸未标注公差高精度一般精度ABSMT2MT3MT5PEMT5MT6MT7PPMT3MT4MT6PMMAMT2MT3MT5PSMT2MT3MT5PCMT2MT3MT5PAMT3MT4MT6PFMT2MT3MT5PPOMT2MT3MT5PDAPMT2MT3MT5POMMT3MT4MT6EPMT2MT3MT5PPSMT2MT3MT5 表2-5 塑件精度等级的选用类别塑件材料建议采用的精度等级高精度一般精度低精度1聚苯乙烯 聚苯醚ABS 聚砜 氨基塑料聚碳酸酯3452聚酰胺6、66610、9、1010氯化聚醚 聚氯乙烯4563聚甲醛 聚丙烯 聚乙烯5674聚氯乙烯（软）聚乙烯（低密度）678塑件的表面粗糙度与塑料的品种、成型工艺条件、模具成型零件的表面粗糙度及其磨损情况有关，其中成型零件的粗糙度是决定塑件表面粗糙度的主要因素。一般模具的表面粗糙度要比塑件的表面粗糙度低一级。由于该塑件要求表面光滑、平整，无气孔等缺陷，故其表面粗糙度值取,精度等级为MT4。3 塑件材料性能用途及成型特性塑件所用的注射材料为ABS，这是一种共聚物，是有丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成，这三种组分各自的特性使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯让其坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。3.1 基本特性ABS无毒、无味、成微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度为1.02-1.05g/cm。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降，有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能，水、无机盐、酸和碱类对ABS几乎无影响，但在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药的侵蚀会引起应力开裂，其不溶于大部分醇类和烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度与尺寸稳定性，易成型加工，经过调色可配成多种颜色。缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度为93，且耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。3.2 主要用途ABS在工业上用于制作齿轮、轴承、管道、仪表盘、电机外壳等，在汽车工业领域里用于制造汽车挡泥板、扶手、加热器等，也可以用来制作玩具壳体，食品包装容器等。3.3 成型特点ABS在升温时候粘度增高，所以成型压力较大，故塑件上的脱模斜度可以大些，ABS易吸水，在成型加工前要进行干燥处理，其次易产生熔接痕，模具设计时候尽量减少浇注系统对料流的阻力，在正常情况下，壁厚、熔料温度对收缩率的影响极小，在要求塑件精度高时，模具温度可控制在50-80，而在强调塑件光泽和耐热时候，模具温度应控制在60-80。4 注射机型号的选定注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料的注射成型的主要设备，按其外形注射机可以分为立式、卧式和角式三种，立式注塑机是注射柱塞垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作。卧式注塑机是注射柱塞或螺杆与合模运动方向均沿水平装设，其优点是机体较低容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，故易实现全自动操作。直角式注塑机是注塑机柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，这种注塑机的主要优点是结构简单，便于自制，适用于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。但是无论那种注塑机，其基本功能有两个：（1）加热塑料，使其达到熔化状态；（2）对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求，在进行热塑性塑料模具的设计时，要考虑所设计的注射模具能与现有使用的注射机匹配，注射机的选用要遵循的原则为: 一是确定注塑机的型号，根据塑件、塑料、注塑模及注射工艺等所需要求的注塑机的规格参数在所选注塑机的规格参数范围之内；二是调整注塑机的技术参数至所需要的参数，根据塑料的品种、塑件的结构、成型方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择。考虑到生产成本和易于实现自动化，塑件还是靠自身重力下落比较合适，且重心较低安装稳妥。通过分析，本塑件选用卧式注塑机进行注射，而常用注射机本身自带的液压系统有限，在模具有多方向需要用液压进行侧抽时，需要另外加装相应的液压系统，以满足模具完成侧向抽芯的需要。4.1 型腔数目的确定与型腔排列注射模具型腔数的确定与现有的注射机规格，塑件的质量要求，塑件的形状与尺寸大小，塑件的成本和产品的生产数量等有关。通过在三维实体中的造型设计已知塑件的尺寸大小，根据本次毕业设计任务书要求，该塑件的年产量为50万件，且塑件的尺寸精度要求无特殊要求，考虑到生产效率可采用多型腔模具。结合当今机械行业的生产要求，以一个月工作日24天，一天实行两班制，一个班次工作9小时计算，假设产品的废品率为5%，以每2分钟完成一次开合模来计算，则有：由计算所得数据可以采用一模四腔的结构，如图4-1所示：图4-14.2 注射机型号选择及其参数校核4.2.1注射容量的计算注射机的理论注量是指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积量，单位为cm。模具安装后，对模腔注射容量的计算,可以制件产品为主，计算其体积量，然后确认总体积注射量。注射模一次成型的塑料重量(塑件与流道凝料之和)应在注塑机理论注射量的10%-80%之间，既能保证制品的质量，又可充分发挥设备的能力，则选在50%-80%之间为宜。通过在Pro/E中的建模分析得知，单个塑件的体积=6625mm，ABS的密度为1.05g/cm，而此模具为一模四腔，所以总体积为：V=4V1 =26500mm质量为： 流道凝料的质量是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算，所以注射量为;因此，注塑机额定注塑容量4.2.2锁模力的计算锁模力是注射机的合模装置对模具的最大夹紧力，其作用是防止注射成型时模具的分型面张开，造成塑件有飞边产生。锁模力由：公式来计算确定,其中A为塑件和浇注系统的总投影面积，设单个塑件投影面积为A1，浇注系统在分型面上的投影面积可根据公式: A2=(0.2-0.5)A1来获得,P为塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般是注射压力的80，ABS的注射压力一般7090MP.通过用Pro/E建模分析可得塑件的投影面积A1=625mm，则注射模的锁模力大小为：在模具设计时，模具所需的锁模力必须小于注射机额定锁模力的1/2-1/3，否则模具分型面可能会分开产生飞边。4.2.3注射力的计算要使熔融塑料能快速的充满模具型腔，在注射模上得到成型塑件，必须要有一定的注射力，在设计时，塑件成型时所需的注射压力要小于注射机的最大注射压力，即： 式中 P注注射机最大额定注视力（N/cm） 塑件成型时所需的注射压力（N/cm）； K压力损失系数。在实际生产中，成型所需的注射压力一般很难确定，它与塑料品种、塑件形状、塑件尺寸大小、注射成型条件、注射机种类、喷嘴形式及模具采用的浇注系统都有关，一般可取7000-15000N/cm。4.2.4注射机的选择及其参数在实际塑料件生产中，通常可选用的是注射机种类很多，各型号的参数也是不同的，在注射机的选择中要考虑是否更有利于生产的自动化控制，塑件的脱落，模具安装的方便等，以达到提高生产效率的目的，根据前文计算出的塑件所需注射量、锁模力和注射力的大小，以及市场上可选择的注射机型号，初步选定XS-ZY-1000螺杆式注射机，其主要技术参数如表4-2：表4-2 XS-ZY-1000主要技术参数结构形式卧式额定注射量/cmm1000螺杆直径/mm85注射压力/MP121注射行程/mm260注射方式螺杆式锁模力/KN4500最大成型面积/cm1800最大开合模行程/mm700模具最大厚度/mm700模具最小厚度/mm300喷嘴圆弧半径/mm18喷嘴孔直径/mm7.5顶出形式中心液压顶出，两侧顶杆机械顶出动定模固定尺寸/mm900x1000拉杆空间/mm650x500合模方式两次动作液压式液压泵流量（L/min）200、18、1.8压力/MP14电动机功率/KW40、5.5、5.5螺杆驱动/KW13加热功率/KW16.5机器外形尺寸/mm7670x1740x23804.2.5最大注射量校核由前面对塑件所需注射量总体的计算可知：所选的XS-ZY-1000螺杆式注射机的实际注射量为1000 cm，可以满足注射量的需要。4.2.6锁模力的校核由4.2.2中锁模力的计算可知，塑件在注射时模具所需要的锁模力大小为170KN,而我们所选的注射机额定锁模力为4500KN，故所选的注射机满足工作需要。4.2.7注射压力的校核塑件所需的注射压力通常选用70150MPa，由于塑件精度为一般精度,ABS在温度升高时粘度增高,故在设计中我们选用P注=80MPa，在上一步中选的XS-ZY-1000型螺杆式注射机理论注射压力为121Mpa,P注=80Mpa121MPa，故注射压力的校核合格。5 模具分型面的确定分型面对制品的表面质量，尺寸精度和形位精度、脱模，型腔型芯结构和排气以及进料浇口，模具在制造都有着直接的影响。因此选择和确定分型面时，应全面分析、比较和考虑，选定较为有利的方案。 分型面的选择一般遵循以下几下原则：（1）分型面的选择应选在产品的最大外形轮廓处；（2）尽量使制品留在动模，以方便脱模；（3）保证塑件的精度要求；（4）满足塑件的外观质量要求；（5）便于模具的型腔的加工；（6）有利于排气。塑件产品要求无变形或少变形，表面光滑，无气泡或其他缺陷，无飞边或是少飞边等，由于塑件有内孔结构，所以除了主分型面外要成型内孔还需要另外两个方向的侧向分型，依据分型面的有关原则，该塑件的主分型面如图5-1所示，图5-1侧向分型面如图5-2所示：图5-2塑件的三维分型效果图如图5-3所示：图5-36 浇注系统的设计浇注系统通常由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成，浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及模具结构、塑料的利用率等有较大的影响。浇注系统的设计时一般遵循以下原则：（1）分析塑料的成型性能，分析浇注系统对塑料熔体流动的影响以及在充模、保压补缩和倒流的各阶段中，型腔内塑料的温度、压力的变化情况，使设计出的浇注系统适应所用塑料的的成型性能，保证塑件制品的质量。 （2）有利于型腔中气体的排出，在选择交口位置时，应注意避免熔接痕的产生，熔体流动时要尽量减少分流的次数。 （3）避免塑料熔体直接冲击型芯或嵌件，以防其变形或移位。 （4）尽量缩短流程和减少拐弯，减少熔体压力和热量的损失，保证充填压力和速度，减少塑料用量，提高熔接强度。 （5）防止塑料制品的变形，设计时应注意由于冷却收缩的不均匀或多浇口进料、浇口收缩等原因引起制品的变形。 （6）浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小。 （7）浇注系统的位置应尽量与模具的中心线对称。（8）浇口的去除、休整应方便，保证制品外观质量。6.1 主流道的设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，主流道的大小直接影响塑料的流速和填充时间，设计时应尽量使熔体经过主流道的压力损失和温度降低最小，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成浇口套镶入定模板内，为了于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能利拉出来，主流道截面设计成圆锥形，其半锥角a=26，主流道小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm,一般取36mm，由于小端前面是球面，其深度为35mm，主流道长度一般超过60mm；主流道衬套内壁必须光滑，表面粗糙应有Ra0.8um，主流道大端与分流道连接处应呈圆角，其半径常取r=13mm以减小料流转向过渡的阻力。浇口套通常碳素工具钢制造，并热处理淬火硬度5357HRC。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用间隙配合。通常对黏度大的塑料和尺寸较大的制品，主流道截面尺寸设计得大一些，反之，流动性较好的流道截面尺寸设计得小一些。根据塑件产品的年产量要求以及塑件的结构特征，本模具设计为一模四腔。为了保证注射时塑件完全充满，减少产生熔接痕，且易于排气，及模具的加工制造，将主流道设置在模具中心的位置，主流道的各个参数如下所示：主流道的小端直径：D1=4mm ； 主流道的大端直径：D2=7mm ；主流道的球面半径为： R=20mm ； 主流道锥角：取 =2；主流道长度：取L=88mm ；形状如图6-1所示：图6-1浇口套其固定形式如图6-2所示： 图6-2 浇口套的固定形式6.2 分流道的设计分流道是主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的通道，在设计多型腔与多浇口的单型腔浇注系统时应设置分流道。其作用是改变熔体的流向，使其以平稳的流态进入到各个型腔，设计时应减少流动过程中热量与压力的损失。分流道设计要点：（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。（2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。（4）分流道与浇口连接处可加工成斜面，并用圆弧过度。6.2.1分流道的截面形状分流道的断面形状尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的成型工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。常用分流道截面有正方形、圆形、梯形、U形、半圆形和矩形，其形状如图6-3所示： 图6-3 分流道截面形状正方形截面的流动阻力和热量损失最大，一般不采用。圆形截面的流动阻力和热量损失最少，是比较理想的截面形状。半圆和矩形截面的比表面积较大，压力损失和热损失较大，较少采用。梯形和U形截面的分流道加工容易，压力损失和热损失也不大，应用较多。考虑导模具的具体结构与行腔的布局，分流道的形式采用圆形截面，如图6-4所示：图6-46.2.2分流道的长度分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，其长度应尽可能的短，且折弯少，以便于减少压力损失及热量损失，节约塑料的原材料和降低能耗，此次模具设计的分流道长度根据模具是型腔数布置确定为L=67mm。6.2.3分流道的布局在多型腔模具中分流道的布置有平衡和非平衡两种形式，根据本模具一模四腔情况要求选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，路径尺寸都相同的布置形式。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，使成型的塑件力学性能基本一致，而且在此模具中不会造成分流道过长的缺点。6.3 浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。浇口的基本作用是加速从分流道来的熔体，以便快速充满型腔。当熔体通过狭小的浇口时，剪切速率增高，摩擦生热使熔体的温度升高，结果是熔体的黏度降低，流动性变好，有利于填充型腔，获得外形清晰的制品。由于浇口小，所以总是首先凝固，能防止熔料倒流，便于流道凝料与制件分离，但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量，所以需要进行对浇口的选择设计。常见的浇口有8种类型，即直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏式浇口。6.3.1浇口的位置选择浇口设计时应遵循以下原则：（1）浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔。（2）浇口位置应能避免熔体喷射和熔体破裂现象而引起的制品缺陷。（3）浇口应开设在塑件的壁厚处。（4）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。（5）考虑分子定向的影响。此外，浇口位置的选择还应要注意到实际塑料型腔的的排气问题、塑件外光的质量问题等。本塑件是采用侧浇口的类型设计，侧浇口是应用较广泛的一种浇口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料 的成型适应性腔。由于浇口截面小 ，减少了浇注系统塑料的消耗，同时去除浇口容易，且不留明显痕迹。但这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射压力损失较大，对深型腔塑料件排气不利。侧向进料的侧浇口，对于中小件，一般厚度t=0.52.0mm(或者取塑料壁厚的1/3-2/3)，宽度b=1.55.0mm , 浇口的长度L=0.72.0mm ,此模具浇口尺寸如图6-5所示： 图6-56.4 冷料穴与拉料杆的设计冷料穴的作用是储存浇注系统中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔，其次还由便于在该处设置拉料杆的功能，注射模在结束分型时，在拉料杆的作用下主流道凝料从定模交口套中被拉出，左后推出机构开始工作，将其与塑件一起推出模外。拉料杆的结构也由多种，这里采用推杆形式的拉料杆，其固定在推杆固定板上，用Z结构型，如图6-6所示： 图6-67 排气系统的设计 模具合模后，在模内的所有空间如浇道内、型腔内以及各个零件组件的空隙都有残存有空气。另外，塑料熔融体射入型腔后也会分解出一些气体来，这些空气与气体如果不能在塑料熔体进入浇注系统的同时排出模外，将会产生如下种种危害：（1） 对射入流道的熔融塑料产生阻力，降低了流动速度，使成型困难，甚至会难以充满型腔，造成缺凹陷或缺料，造成废品。（2） 在制品上形成空洞，云纹等缺陷，降低制品质量。（3） 降低连续注射的速率，影响生产效率。注射模通常以如下三种方式排气方法：(1) 利用配合间隙排气，对于简单型腔的小型模具来说，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件与模板的配合间隙来排气。这种种类的排气形式，其配合间隙不能超过0.05mm，一般为0.03mm-0.05mm,具体还要看成型塑料的流动性能的好差而定。(2) 在分型面上开设排气槽，这是大中型模具的主要排气形式，其槽的形状有多种形式，分型面上的排气槽深度可参考表7-1。(3) 利用排气塞排气，如果型腔最后填充的部位不在分型面上，而其附近又没有活动型芯或推杆，可在型腔深处镶如排气塞。 表7-1 分型面上的排气槽深 mm塑料品种深度塑料品种深度PE0.02PA0.01PP0.01-0.02PC0.01-0.03PS0.02POM0.01-0.03ABS0.03AS0.03考虑塑件的尺寸大小以及模具结构，模具的排气方式可选用模具的配合间隙来排气，塑件是材料为ABS，由表7-1可知，配合间隙可取0.03mm。8 温度调节系统的设计热塑性熔融塑料在成型的过程中，必须要模具内冷却固化才能成为塑件，而模具的温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件的质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和黏模。模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面还会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模具的温度不均匀时，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘取变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。模具中设置温度调节系统的目的就是通过控制模具的温度，使注射成型的塑件由良好的产品质量和提高生产效率。在本次设计中，塑件在模具内成型只需要冷却，并不需要加热。部分塑料树脂与之相适应的模具温度参见表8-1。表8-1 C名称成型温度模具温度PS170-28020-70PP200-27020-60ABS220-27050-80PC250-29090-110POM180-22060-120根据ABS的成型温度与模具温度要求，可以采用水冷却，水冷却也是常用的一种冷却介质。8.1 冷却系统的设计原则在进行冷却系统的设计时，通常有遵照几点原则：（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。根据经验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的12 倍，冷却水孔中心距约为35 倍，水孔直径一般为612mm。（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。（4）浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此加强浇口处的冷却。（5）尽量降低进水和出水的温度。如果进水和出水的温度过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温度差不大于5。（6）合理选择冷却水道的形式。（7）合理确定冷却水管接头的位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧。（8）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构（如推杆孔、小型芯孔等）发生干涉现象。（9）冷却水孔进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。8.2 冷却水回路的布置设置冷却效果好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法，下面介绍冷却回路设置的基本原则：（1) 冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大；（2) 冷却水道离模具型腔表面的距离要适当；（3) 水道出入口的布置要使得出入口温差小；（4) 冷却水道应沿着塑料收缩方向设置；（5) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位。冷却回路有外接直通式、平面回路式、多层回路式。冷却水道的形式是根据塑件的形状而设置的，由塑件的形状结构与模具主分型面可知，模具有两个形状对称的型腔，为能使模具能得到更加充分的冷却，各型腔的冷却水道布置如图8-2与8-3所示：图8-2图8-39 成型零部件的工作尺寸的计算成型零件的工作尺寸是指直接用以成型塑件型面的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸与高度尺寸等。根据规定，对塑件尺寸和成型零件的尺寸偏差统一按“入体”原则标注，即：（1）包容面（型腔和塑件内表面）尺寸采用单向正偏差标注。（2）被包容面（型芯和塑件外表面）尺寸采用单向负偏差标注。（3）中心距尺寸采用双向对称偏差标注。9.1 影响塑件尺寸的因素影响塑件尺寸精度的因素很多，概括的说有塑料材料、塑件结构和成型工艺过程、模具结构、模具制造和装配、模具使用中的磨损等。在模具设计中应根据塑件的材料、几何形状、尺寸精度等级及影响因素等来进行计算。（1）塑料收缩率的偏差和波动误差 塑料制品的成型收缩率受塑料品种、制品形状、尺寸、壁厚、成型工艺条件和模具结构等因素的影响，收缩率会在一定范围内波动，加上对收缩率估计的偏差，要准确非常困难。一般塑料收缩率波动引起的误差小于1/3。（2）模具成型零件的制造误差 模具成型零件的制造精度直接影响塑料制品的尺寸精度，成型零件的制造精度越低，塑料制品的尺寸精度也就越低。实验证明，成型零件的制造公差约为塑料制品总公差的-1/6。(3) 成型零件的磨损，磨损量与塑料的品种